DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN
HALAMAN PERNYATAAN
PRAKATA
DAFTAR ISI i
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR TABEL viii
INTISARI ix
ABSTRACT x
BAB I. PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 3
1.3 Batasan Masalah 3
1.4 Tujuan Penelitian 4
1.5 Manfaat Penelitian 4
1.6 Keaslian Penelitian 5
1.7 Metode Penelitian 5
1.8 Sistematika Penelitian 6
BAB II. KAJIAN PUSTAKA 8
2.1 Perbandingan Tinjauan Pustaka 13
BAB III. LANDASAN TEORI 15
3.1 Neurofuzzy (ANFIS) 15
3.1.1 Struktur Neurofuzzy (ANFIS) 17
3.1.2 Algoritma Pembelajaran ANFIS 21
3.2 Lindenmayer System (L-System) 25
3.2.1 Algoritma L-System 26
3.2.2 Jenis – Jenis Varian L-System 26
3.3 Turtle Geometry 32
3.3.1 Interpretasi Turtle pada bidang 2 Dimensi 32 3.3.2 Interpretasi Turtle pada bidang 3 Dimensi 35
3.4 Pola Pertumbuhan Tanaman Kedelai 39
3.4.1 Taksonomi Tanaman Kedelai 39
3.4.2 Fisiologi Tanaman Kedelai 40
3.4.3 Syarat Tumbuh Tanaman Kedelai 41
3.4.4 Tahap – Tahap Pertumbuhan Kedelai 41 3.4.5 Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Tanaman 42 3.4.6 Fungsi dan Defisiensi Unsur Hara pada
Pertumbuhan Tanaman 43
3.4.7 Kebutuhan Pupuk Tanaman Kedelai 44 3.5 Fungsi Pertumbuhan Tanaman (Growth Function) 44
BAB IV. ANALISIS DAN RANCANGAN SISTEM 49
4.1 Analisis Sistem 49
4.2 Rancangan Sistem 51
4.3 Arsitektur Sistem 52
4.4 Model L-System 54
4.4.1 Bracketed L-System dengan Representasi
Turtle Geometry 54
4.4.2 Model Baku L-System Tanaman Kedelai 56 4.4.3 Model Bebas (Free-Form) L-System Tanaman Kedelai 58
4.5 Model ANFIS 60
4.5.1 Prediksi Pertumbuhan Tanaman menggunakan ANFIS 60
4.5.2 Struktur ANFIS 61
4.5.3 Algoritma Pelatihan ANFIS 63
4.5.4 Konversi Data Latih ANFIS 65
4.6 Penggabungan Model L-System dengan Model ANFIS 67 4.6.1 Algoritma Penggabungan String L-System dengan
Data Output ANFIS 68
4.6.2 Perhitungan Koordinat – Koordinat Visualisasi 3 Dimensi 69
4.7 Perancangan User Interface 70
4.7.1 Rancangan Tampilan Utama Program 70 4.7.2 Rancangan Tampilan Hasil Simulasi Tanaman 71 4.7.3 Rancangan Tampilan Penentuan Struktur Tanaman 72
BAB V. IMPLEMENTASI 73
5.1 Deskripsi Implementasi 73
5.2 Implementasi Klasifikasi String L-System 73 5.3 Implementasi Pengolahan Model ANFIS 77 5.3.1 Operasi Penyimpanan Model ANFIS 77
5.3.2 Proses Pelatihan ANFIS 83
5.4 Implementasi Penggabungan Model L-System dengan
Model ANFIS untuk Menggambar Obyek 3 Dimensi 90 5.5 Hasil Implementasi Tampilan User Interface 92
5.5.1 Tampilan Utama Program 92
5.5.2 Tampilan Hasil Implementasi Menu L-System 92 5.5.3 Tampilan Hasil Implementasi Menu ANFIS 94 5.5.4 Tampilan Proses Pembacaan Data Masukan ANFIS 94 5.5.5 Tampilan Proses Training ANFIS 95 5.5.6 Tampilan Hasil Implementasi Menu Simulasi 96
BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN 98
6.1 Rencana Pengujian Sistem 98
6.1.1 Rencana Pengujian Neurofuzzy (ANFIS) 98 6.1.2 Rencana PengujianVisualisasi 3-D 101 6.1.3 Rencana Pengujian Sistem Keseluruhan 101
6.2 Hasil Pengujian Sistem 102
6.2.1 Hasil Pengujian Neurofuzzy (ANFIS) 102
6.2.2 Hasil Pengujian Visualisasi 3-D 107 6.2.3 Hasil Pengujian Sistem Keseluruhan 111
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN 113
7.1 Kesimpulan 113
7.2 Saran 114
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Struktur ANFIS (Jang et.al., 1997) 18
Gambar 3.2 Triangle membership function 18
Gambar 3.3 Trapessium membership function 19
Gambar 3.4 Gaussian membership function 19
Gambar 3.5 Sigmoid membership function 20
Gambar 3.6 Generalized Bell (G-Bell) membership function 20 Gambar 3.7 Contoh L-system pertumbuhan Algae 27 Gambar 3.8 Contoh string grammar stochastic L-system 28 Gambar 3.9 Contoh alur produksi grammar parametrix L-system 30 Gambar 3.10 Contoh interpretasi string F+F+F+ 32 Gambar 3.11 Algoritma interpretasi grafis dari contoh string
bracketed L-system 34
Gambar 3.12 Hasil iterasi 4 generasi dari string F F[-F]F[+F][F] 34 Gambar 3.13 Pergerakan Turtle dalam ruang 3D 35 Gambar 3.14 (a) Matriks rotasi dan (b) sumbu rotasi 36
Gambar 3.15 Tanaman kedelai 39
Gambar 3.16 Bagian – bagian tanaman yang bertumbuh 40 Gambar 3.17 Tahap – tahap pertumbuhan tanaman kedelai 41 Gambar 3.18 Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman 42 Gambar 3.19 Kurva aproksimasi sigmoidal pada pertumbuhan kedelai 45 Gambar 3.20 Grafis parameter fungsi pertumbuhan kedelai 47 Gambar 3.21 Perbandingan pertumbuhan kedelai (tinggi tanaman
sebagai fungsi dari nutrisi N-P-K) 48 Gambar 4.1 Alur proses dari bentuk tanaman asli menjadi
simulasi tanaman 51
Gambar 4.2 Arsitektur sistem pemodelan pola tumbuh tanaman menggu- nakan Neurofuzzy, Lindenmayer system dan turtle geometry 52 Gambar 4.3 Alur proses sistem pemodelan pola tumbuh tanaman kedelai 53
Gambar 4.4 Hasil Contoh 1 59
Gambar 4.5 Hasil Contoh 2 59
Gambar 4.6 Hasil Contoh 3 60
Gambar 4.7 Ilustrasi korelasi non linear antara NPK dengan L-W-B
menggunakan ANFIS 60
Gambar 4.8 Arsitektur ANFIS untuk simulasi tumbuh kedelai 62
Gambar 4.9 Alur proses pelatihan ANFIS 63
Gambar 4.10 Ilustrasi kebutuhan konversi data real ke step iterasi 65 Gambar 4.11 Alur proses penggabungan model L-system dengan
model ANFIS 68
Gambar 4.12.Rancangan tampilan utama program 70 Gambar 4.13.Rancangan tampilan penentuan struktur L-System 71 Gambar 4.14.Rancangan tampilan penentuan struktur L-System 72 Gambar 5.1 Kode program untuk klasifikasi parameter L-System 74 Gambar 5.2 Kode program L-System dan Turtle 3D (bagian 1) 75
Gambar 5.3 Kode program L-System dan Turtle 3D (bagian 2) 76 Gambar 5.4 Kode program L-System dan Turtle 3D (bagian 3) 77 Gambar 5.5 Contoh file text hasil penyimpanan model ANFIS 77 Gambar 5.6 Prosedur simpan file text model ANFIS (berlanjut) 79 Gambar 5.7 Prosedur simpan file text model ANFIS (berlanjut) 80 Gambar 5.8 Prosedur simpan file text model ANFIS 81 Gambar 5.9 Prosedur baca file text model ANFIS 82 Gambar 5.10 Prosedur inisialisasi dan normalisasi data 83 Gambar 5.11 Prosedur perhitungan feedforward dengan LSE (berlanjut) 84 Gambar 5.12 Prosedur perhitungan feedforward dengan LSE (berlanjut) 85 Gambar 5.13 Prosedur perhitungan feedforward dengan LSE 86 Gambar 5.14 Prosedur perhitungan backpropagation (berlanjut) 87 Gambar 5.15 Prosedur perhitungan backpropagation 88 Gambar 5.16 Prosedur gradient descent untuk backpropagation 89
Gambar 5.17 Tampilan obyek batang 3-dimensi 90
Gambar 5.18 Kode program untuk menggambar batang 3-dimensi 90
Gambar 5.19 Tampilan obyek daun 3-dimensi 91
Gambar 5.20 Kode program untuk menggambar daun 3-dimensi 91 Gambar 5.21 Tampilan utama program simulasi pola tumbuh
tanaman kedelai 92
Gambar 5.22 Tampilan editor L-System pada menu utama 93 Gambar 5.23 Tampilan form input L-System editor 93 Gambar 5.24 Tampilan editor model ANFIS pada menu utama 94 Gambar 5.25 Tampilan awal form editor model ANFIS 94 Gambar 5.26 Tampilan form pemilihan data pelatihan model ANFIS 95 Gambar 5.27 Tampilan form proses pelatihan model ANFIS 95 Gambar 5.28 Tampilan form setelah pelatihan model ANFIS 96 Gambar 5.29 Tampilan editor simulasi sistem pada menu utama 96 Gambar 5.30 Tampilan hasil simulasi untuk string set tanpa daun 97 Gambar 5.31 Tampilan hasil simulasi untuk string set dengan daun 97 Gambar 6.1 Beberapa tampilan saat proses uji coba ANFIS 106 Gambar 6.2 Perbandingan hasil visualisasi dengan perbedaan variabel L 111 Gambar 6.3 Perbandingan hasil visualisasi dengan perbedaan variabel W 112 Gambar 6.4 Perbandingan hasil visualisasi dengan perbedaan variabel B 112
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbandingan Kajian Pustaka 13
Tabel 3.1 Perbandingan metodologi Soft Computing 16 Tabel 3.2 Perbandingan kemampuan ANN dengan Fuzzy 17
Tabel 3.3 Proses pembelajaran ANFIS 22
Tabel 3.4 Dua simbol yang digunakan pada bracketed L-system 31 Tabel 3.5 Korelasi simbol dengan matrik pada turtle geometry 37 Tabel 3.6 Iterasi string L-system menggunakan turtle geometry 38 Tabel 3.7 Fungsi dan akibat defisiensi unsur hara 43 Tabel 3.8 Nilai aproksimasi untuk parameter pertumbuhan kedelai 46 Tabel 4.1 Pengaruh lingkungan terhadap pertumbuhan tanaman kedelai 49 Tabel 4.2 Daftar simbul Bracketed L-System dengan representasi
turtle geometry 55
Tabel 4.3 Model – model baku L-system untuk tanaman kedelai 57
Tabel 4.4 Kebutuhan konversi data 65
Tabel 6.1 Rencana pengujian sistem ANFIS 98
Tabel 6.2 Data polybag, NPK berimbang 99
Tabel 6.3 Data lahan sawah padi, P-K dominan 99
Tabel 6.4 Data lahan tegal, N dominan 100
Tabel 6.5 Rencana pengujian visualisasi 3 dimensi 101 Tabel 6.6 Rencana pengujian sistem keseluruhan 101
Tabel 6.7 Hasil pengujian neurofuzzy 102
Tabel 6.8 Data hasil pelatihan ANFIS untuk output L, W dan B 103 Tabel 6.9 Hasil pengujian ANFIS untuk subyek uji nomor 3 105 Tabel 6.10 Perbandingan error sistem untuk MF=3, 5 dan 10 106
Tabel 6.11 Hasil pengujian visualisasi 3-D 107
Tabel 6.12 Hasil uji visualisasi model baku string L-system 108 Tabel 6.13 Hasil uji visualisasi 3-D model freeform string L-system 110 Tabel 6.14 Hasil pengujian sistem keseluruhan 111
